JP2008035601A

JP2008035601A - 回転電機

Info

Publication number: JP2008035601A
Application number: JP2006205408A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Shiono; 茂塩野; Takahiro Sahoi; 貴広佐保井
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2006-07-27
Filing date: 2006-07-27
Publication date: 2008-02-14
Also published as: EP1883145A3; EP1883145A2; US20080024029A1

Abstract

【課題】回転電機において、ボビンの成形性を単純化しながら、コイルを整列巻き可能にして、コイル巻付け作業性を向上すること。
【解決手段】ステータ２０を構成するコア２１に樹脂ボビン２２を取付け、コイル２３をボビン２２の角筒状のコイル巻回部２２Ａの周囲に巻回す回転電機１０において、ボビン２２のコイル巻回部２２Ａにおける角筒のコーナー部だけにコイル係合溝６５を設けるもの。
【選択図】図７

Description

本発明は回転電機に関する。

回転電機として、特許文献１に記載の如く、ステータを構成するコアに樹脂ボビンを取付け、コイルをボビンの角筒状のコイル巻回部の周囲に巻回すものがある。
特開2002-354738

回転電機では、コイルをボビンのコイル巻回部に巻回すに際し、コイルの巻付け位置を乱れなく整列巻きさせ、ボビンに対して巻線の占めるスペース（線占率）を最大にし、ステータの小型化を図ることが好ましい。

尚、ボビンのコイル巻回部における角筒の側面にコイル係合溝を設け、コイルの巻付け位置を規制することも考えられるが、ボビンの樹脂成形型が複雑になり、ボビンの製作に困難を伴なう。また、コイル巻回部における角筒の側面にコイル係合溝を設けた場合は、不必要にコイル巻付け位置が拘束されて、コイル巻付け作業性が低下する。

本発明の課題は、回転電機において、ボビンの成形性を単純化しながら、コイルを整列巻き可能にして、コイル巻付け作業性を向上することにある。

請求項１の発明は、ステータを構成するコアに樹脂ボビンを取付け、コイルをボビンの角筒状のコイル巻回部の周囲に巻回す回転電機において、ボビンのコイル巻回部における角筒のコーナー部だけにコイル係合溝を設けるようにしたものである。

(a)コイルを樹脂ボビンのコイル巻回部に巻回すに際し、コイルの巻付け位置がコイル巻回部における角筒のコーナー部に設けたコイル係合溝に係合して位置決めと同時にスムーズにコイルに曲げ荷重を作用させて、整列巻きが容易となる。

(b)ボビンのコイル巻回部に設けられるコイル係合溝が、角筒のコーナー部だけに設けられるものであり、ボビンの樹脂成形型は単純になり、ボビンの成形性を良好にしてボビンの製作性を容易化できる。

また、コイルの巻付け位置は角筒のコーナー部だけで位置決めされるので、不必要にコイル巻付け位置が拘束されないので、コイル巻付け作業性が向上する。

図１はモータを示す断面図、図２はステータ組立体を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は要部拡大図、図３はステータ組立体を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は要部拡大図、図４はステータにターミナルを取付けた小組体を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は要部拡大図、図５はコア小組体を示し、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（Ｂ）は端面図、図６はボビンを示す平面図、図７はボビンを一端から視た端面図、図８はボビンを他端から視た端面図、図９は図７のIX-IX線に沿う断面図、図１０は図９のＸ部を拡大して示す断面図、図１１はボビンのコイル巻回状態を示す模式図である。

本発明の回転電機としてのＤＣブラシレスモータ１０は、図１に示す如く、ステータ組立体１１の一端にエンドハウジング１２を取付け、ステータ組立体１１とエンドハウジング１２の内部にロータ組立体１３を回転自在に支持する。

ステータ組立体１１は、図２、図３に示す如く、ハウジング１１Ａと一体をなすヨークの内周に円筒状のステータ２０とターミナル３０の小組体を収納し、ハウジング１１Ａに取付けられるカプラ４０をターミナル３０に接続して構成される。

ステータ２０は、図４に示す如く、ハウジング１１Ａの内周に嵌め込まれる複数、本実施例では例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相毎に４個（全１２個）のコア小組体２０Ａを円周上に隣接配置して構成される。コア小組体２０Ａは、図５に示す如く、複数の珪素鋼板からなるコア２１を積層し、この積層コア２１に樹脂製ボビン２２を取付け、樹脂製ボビン２２のコイル巻回部２２ＡにＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相をなす各モータコイル２３を巻回して構成される。各モータコイル２３は、巻始め端と巻終り端の両端をそれぞれコイル端子２３Ａ、コモン端子２３Ｂとし、これらの端子２３Ａ、２３Ｂを樹脂製ボビン２２のコイル巻回部２２Ａの一端側から外方に延出する。樹脂製ボビン２２はコイル巻回部２２Ａの一端側に、ハウジング１１Ａの内周に沿ってハウジング１１Ａの軸方向に突き出るターミナル取付部２２Ｂ（凹部）を備える。

ターミナル３０は、図２、図４に示す如く、３個のバスリングＡ〜Ｃと中立バスリングＤの各リング本体３２を樹脂モールドにより成形した樹脂部３１に埋設して一体化し、樹脂部３１の外周の複数ヵ所に設けた取付爪３１Ａを樹脂製ボビン２２のターミナル取付部２２Ｂの凹部に係止することにより、樹脂製ボビン２２に周方向、軸方向、径方向に位置決めされて取付けられる。バスリングＡ〜Ｃのリング本体３２はＣ字状をなして周方向の一部を欠落し、中立バスリングＤのリング本体３２は周方向に連続する円環状をなす。

各バスリングＡ〜Ｄは、図２〜図４に示す如く、それらのリング本体３２につながってリング本体３２の半径方向の外方に延在し、樹脂部３１の外部に突出する端子部３３を備える。バスリングＡは、本実施例では４個のＵ相の各モータコイル２３のコイル端子２３Ａが接続される、４個の端子部３３を備える。バスリングＢは、本実施例では４個のＶ相の各モータコイル２３のコイル端子２３Ａが接続される、４個の端子部３３を備える。バスリングＣは、本実施例では４個のＷ相の各モータコイル２３のコイル端子２３Ａが接続される、４個の端子部３３を備える。中立バスリングＤは、本実施例では全１２個のモータコイル２３のコモン端子２３Ｂが接続される、１２個の端子部３３を備える。従って、ステータ２０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各モータコイル２３のコイル端子２３Ａにターミナル３０の各バスリングＡ〜Ｃのリング本体３２につながって樹脂部３１から突出する端子部３３のそれぞれを接続するとともに、各モータコイル２３のコモン端子２３Ｂに中立バスリングＤのリング本体３２につながって樹脂部３１から突出する端子部３３を接続し、各モータコイル２３はスター結線される。

各バスリングＡ〜Ｃは、図２〜図４に示す如く、それらのリング本体３２につながってリング本体３２の周方向の一端からリング本体３２の軸直角方向に折曲げられて立上がり、樹脂部３１の外部に突出する外部接続用の接続部３４を備える。ターミナル３０において、バスリングＡ〜Ｃの全３個の接続部３４は互いに並列配置される。

カプラ４０は、図２、図３に示す如く、ハウジング１１Ａの外面にねじ止めされる樹脂ボディ４１に、外部の制御回路に接続されるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の接続端子４２を内蔵する。カプラ４０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各接続端子４２が、ハウジング１１Ａの内部に挿入され、ターミナル３０の各バスリングＡ〜Ｃの接続部３４に接続される。各接続端子４２は、各接続部３４に差し込まれて会合され、溶着される。

ターミナル３０において、各バスリングＡ〜Ｃは、図２〜図４に示す如く、樹脂部３１にモールドされるリング本体３２と接続部３４の間に、樹脂部３１の外に位置して樹脂部３１の外に露出する放熱部３６を設ける。このとき、各バスリングＡ〜Ｃは、リング本体３２をＣ字板状にし、各リング本体３２の周方向の一端からリング本体３２の軸直角方向に折曲げられて立上がり、樹脂部３１から軸方向の外方に向けて突出する板状片３５を有する。ターミナル３０は、各バスリングＡ〜Ｃの板状片３５のうち、該板状片３５の樹脂部３１に対する付け根側部分を、リング本体３２の半径方向に延在させて長尺をなす放熱部３６とする。また、板状片３５の先端側部分、本実施例では板状片３５におけるリング本体３２の半径方向の中心側端からリング本体３２の軸方向の外方に向けて突出する先端下側の小片部分を接続部３４とする。尚、ターミナル３０は、板状片３５の先端上側に、カプラ４０の接続端子４２のための位置決め部３７を設ける。

モータ１０は、レゾルバロータ部５１とレゾルバステータ部５２からなるレゾルバ５０を有する。即ち、ロータ組立体１３の回転軸１３Ａの外周に、回転軸１３Ａとともに回転するレゾルバロータ部５１を取付ける。また、ステータ２０の側、換言すればエンドハウジング１２の内周にレゾルバステータ部５２を取付ける。レゾルバステータ部５２はレゾルバロータ部５１を囲むように配置され、回転によってレゾルバロータ部５１との間で生ずるリラクタンスの変化により、回転軸１３Ａの回転位置を検出する。検出した回転軸１３Ａの回転位置に応じて、外部の制御回路により、カプラ４０、ターミナル３０を介して、ステータ２０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各モータコイル２３に所定のパターンの電流を供給し、モータ１０を駆動制御する。

しかるに、モータ１０にあっては、図５に示す如く、ステータ２０のコア小組体２０Ａを構成するボビン２２がコア小組体２０Ａの長手方向（ステータ２０の中心軸に沿う方向）において２分された２個のボビン要素６０、６０を突合せて一体化することにより形成されている。ボビン２２のボビン要素６０、６０は、図６〜図８に示す如く、角筒状のコイル巻回部２２Ａを形成し、コイル巻回部２２Ａの角筒をコア２１に被着し、コイル巻回部２２Ａの基端壁６１と先端つば６２の間の上下面及び両側面にコイル２３を巻回す。

ステータ２０は、ボビン２２を形成するボビン要素６０、６０のうちのターミナル３０が取付く側のボビン要素６０の端面において、コイル巻回部２２Ａの基端壁６１よりも外周側（ステータ２０の径方向のコイル巻回部２２Ａよりも外周側）に、基端壁６１に対し直交して外方に延在する巻き始め用のコイル挿入溝６３と巻き終り用のコイル挿入溝６４を並列状に凹設してある。そして、コイル２３の巻き始め（コイル端子２３Ａ）と巻き終り（コモン端子２３Ｂ）のそれぞれをそれらのコイル挿入溝６３、６４のそれぞれに挿入する。コモン端子２３Ｂはコイル巻回部２２Ａより外周側のコイル挿入溝６４を通って、前述したターミナル３０のバスリングＤの端子部３３に接続される。コイル端子２３Ａはコイル巻回部２２Ａより外周側のコイル挿入溝６３を通って、前述したターミナル３０の各バスリングＡ〜Ｃの端子部３３に接続される。

このとき、ボビン２２を形成するボビン要素６０，６０は、図７、図９、図１０に示す如く、コイル巻回部２２Ａにおける角筒のコイル巻回経路上の４個のコーナー部だけにコイル係合溝６５を設ける。コイル２３をコイル巻回部２２Ａに巻回すに際し、コイル２３の巻線位置がコイル巻回部２２Ａにおける角筒のコーナー部に設けたコイル係合溝６５に係合して位置決め規制され、整列巻きされる。

従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)コイル２３をボビン２２のコイル巻回部２２Ａに巻回すに際し、コイル２３の巻付け位置がコイル巻回部２２Ａにおける角筒のコーナー部に設けたコイル係合溝６５に係合して位置決め規制され、整列巻きできる。

(b)ボビン２２のコイル巻回部２２Ａに設けられるコイル係合溝６５が、角筒のコーナー部だけに設けられるものであり、ボビン２２の樹脂成形型は単純になり、ボビン２２の成形性を良好にしてボビン２２の製作性を容易化できる。

また、コイル２３の巻付け位置は角筒のコーナー部だけで位置決めされるので、不必要にコイル巻付け位置が拘束されないので、コイル巻付け作業性が向上する。

また、ボビン２２を形成する一方のボビン要素６０に前述の如くに凹設したコイル挿入溝６３、６４に、図７に示す如く、コイル外れ防止用係止部６３Ａ、６４Ａを設ける。

コイル外れ防止用係止部６３Ａは、ボビン２２のボビン要素６０において、コイル挿入溝６３の溝延在方向における基端壁６１寄りの溝両側壁において、コイル挿入溝６３の深さ方向の概ね全域に凸設される。コイル巻回部２２Ａに巻回されるコイル２３の巻き始めのコイル端子２３Ａは、図１１に示す如く、コイル挿入溝６３に挿入された状態でコイル外れ防止用係止部６３Ａに狭着されて外れ防止され、係止部６３Ａよりも反基端壁６１側でターミナル３０の各バスリングＡ〜Ｃの端子部３３に向けて概ね直角に屈曲されて各バスリングＡ〜Ｃの端子部３３に接続される。尚、コイル外れ防止用係止部６３Ａは、コイル挿入溝６３の溝延在方向における基端壁６１寄りの溝両側壁において、コイル挿入溝６３の深さ方向の開口縁側にだけ凸設され、コイル挿入溝６３に挿入されたコイル２３のコイル端子２３Ａを該コイル挿入溝６３の開口縁側から押さえて該コイル挿入溝６３から外れ防止（抜け出し防止）するものでも良い。

コイル外れ防止用係止部６４Ａは、ボビン２２のボビン要素６０において、コイル挿入溝６４の溝延在方向における基端壁６１寄りの溝両側壁において、コイル挿入溝６４の深さ方向の概ね全域に凸設される。コイル巻回部２２Ａに巻回されるコイル２３の巻き終りのコモン端子２３Ｂは、図１１に示す如く、コイル挿入溝６４に挿入された状態でコイル外れ防止用係止部６４Ａに狭着されて外れ防止され、係止部６４Ａよりも反基端壁６１側でターミナル３０のバスリングＤの端子部３３に向けて概ね直角に屈曲されてバスリングＡの端子部３３に接続される。尚、コイル外れ防止用係止部６４Ａは、コイル挿入溝６４の溝延在方向における基端壁６１寄りの溝両側壁において、コイル挿入溝６４の深さ方向の開口縁側にだけ凸設され、コイル挿入溝６４に挿入されたコイル２３のコモン端子２３Ｂを該コイル挿入溝６４の開口縁側から押さえて該コイル挿入溝６４から外れ防止（抜け出し防止）するものでも良い。

従って、本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
コイル２３の巻き始めと巻き終わりのそれぞれをボビン２２に設けたコイル挿入溝６３、６４に挿入し、更にコイル挿入溝６３、６４に設けたコイル外れ防止用係止部６３Ａ、６４Ａに係止させることにより、コイル２３の巻き始めと巻き終わりのそれぞれがコイル挿入溝６３、６４からコイル自身の弾性力により挿入溝から安易に抜け出し外れることを防止できる。従って、巻線したコイル２３をボビン２２に簡易かつ確実に位置決め保持し、巻線のほつれを防止できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

図１はモータを示す断面図である。図２はステータ組立体を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は要部拡大図である。図３はステータ組立体を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は要部拡大図である。図４はステータにターミナルを取付けた小組体を示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は要部拡大図である。図５はコア小組体を示し、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿う断面図、（Ｂ）は端面図である。図６はボビンを示す平面図である。図７はボビンを一端から視た端面図である。図８はボビンを他端から視た端面図である。図９は図７のIX-IX線に沿う断面図である。図１０は図９のＸ部を拡大して示す断面図である。図１１はボビンのコイル巻回状態を示す模式図である。

符号の説明

１０モータ（回転電機）
２０ステータ
２１コア
２２ボビン
２２Ａコイル巻回部
２３コイル
６５コイル係合溝

Claims

ステータを構成するコアに樹脂ボビンを取付け、コイルをボビンの角筒状のコイル巻回部の周囲に巻回す回転電機において、
ボビンのコイル巻回部における角筒のコーナー部だけにコイル係合溝を設けることを特徴とする回転電機。